Los transmisores de presión son equipos de medición que transforman la presión de la una línea de medición en un valor eléctrico. Son utilizados en instalaciones industriales en procesos de automatización. Las señales emitidas por estos sistemas de control permiten realizar diferentes acciones, como por ejemplo la de activar alarmas, cambiar de posición una válvula que permitan poner en servicio equipos de reserva. Por otra parte es común encontrarlos instalados en el interior de compresores, secadores, tuberías de aire comprimido, plantas de procesos industriales, depósitos acumuladores o filtros de línea, además de sistemas de control como por ejemplo los PLC (Programmable Logic Controller).
Otras de las denominaciones que se pueden encontrar en la industria son como transductores de presión; pero es importante tener en cuenta este aspecto dado que algunos de los fabricantes denominan transductor de presión a los equipos que envían señales en voltios o mili voltios y no en mili amperios (mA).
Por otra parte, el valor eléctrico utilizado con mayor frecuencia en los transmisores de presión es de 4 a 20 mA. Sin embargo, aunque la señal más utilizada es en mA también se pueden encontrar algunos que trabajan con señales en voltios, las más aplicadas usualmente son de 1-5 voltios, 0-10 voltios, y también se pueden utilizar de 0-100 mili voltios.
El principio de funcionamiento de los transductores de presión es conseguir que el valor de la presión manométrica de un sistema sea transformado en un valor eléctrico que permita ser usado en cualquier equipo de control.
Los diferentes fabricantes de transmisores han desarrollado equipos basados en los siguientes sistemas:
· Sensores capacitivos:
Estos sensores de tipo eléctrico, se caracterizan por permitir la medición de la capacidad de un condensador que varía por la presión ejercida sobre los diafragmas. Para ello se utiliza una membrana con dos placas metálicas que constituyen el condensador; esta se ve reflejada como un cambio en la capacitancia del sensor.
· Sensores piezoeléctricos:
Son dispositivos que utilizan el efecto piezoelectrico para medir diferentes variables como presión, tensión, aceleración y fuerza. Este efecto físico se genera en determinados cristales no conductivos como por ejemplo el cuarzo, que al ser sometido a tensiones mecánicas en su masa, generan una polarización eléctrica y como resultado se obtiene una diferencia de potencial y cargas eléctricas en su superficie. La intensidad de las cargas es proporcional a la fuerza empleada por la presión y la polaridad la cual depende de la dirección. La tensión eléctrica generada por la carga de la superficie puede captarse y amplificarse llevándola a un sistema electrónico que la convierte en unidades estándar.
· Sensores resistivos:
Es un sensor utilizado en la industria para medir la variable mecánica de desplazamiento. Son los tipos de sensores más sencillos y su principio de funcionamiento se da con base en la variación de la resistencia que se produce por la deformación en función de la presión, que va desplazándose a modo de potenciómetro de acuerdo con la presión aplicada.
· Sensores piezoresistivos:
El sensor piezoresistivo hace uso de los cambios en la resistividad de ciertos materiales semiconductores cuando estos se someten a una presión mecánica para generar una acción electrónica (voltaje o corriente). La diferencia entre los sensores resistivos y piezoresistivos reside en la utilización de semiconductores como conductores al no utilizar un metal donde la deformación provocada en este genera una variación de la resistencia especifica.
Por otra parte, existen dos tipos de transmisores:
· Transmisor de presión manométrica:
Utilizados para la lectura directa de la presión en una línea de fluidos o en algún punto de control de una planta industrial para llevar o controlar procesos industriales.
· Transmisor de presión diferencial:
Son empleados para medir la diferencia de presión que existe entre dos puntos. Lo más habitual es verlos instalados en los filtros separadores de los compresores, filtros de línea, y en secadores de adsorción, niveles de tanques, control de flujo en fluidos líquidos.
Como se mencionó, muchos de los transmisores de presión utilizan software y aplicaciones con un protocolo que es conocido como protocolo HART (Highway Addressable Remote Transducer); este protocolo fue desarrollado por Rosemount Inc. en 1980 una de las grandes compañías de transmisores de presión. En el año de 1993 fueron liberados sus derechos, depositándolo en la Fundación de Comunicación HART con la idea de ser usado de forma libre y gratuita por cualquier fabricante de transmisores de presión.
Por medio de este protocolo y los sistemas de control distribuidos, se puede acceder al transmisor de presión usando el lazo de corriente de 4 a 20 mA el más empleado usualmente para modificar los datos de configuración y parámetros del instrumento.
Los transmisores de presión además tienen diferentes formas y tamaños, según a la industria donde sean requeridos como, por ejemplo
· Industria del petróleo o hidrocarburos.
· Industria química o petroquímica.
· Industria de alimentos y bebidas.
· Industria textil y manufactureras.
Estos transmisores se emplean para medir diferentes tipos de gases, incluso fluidos. Lógicamente, en el aire comprimido son requeridos para medir la presión de aire y para ello es importante considerar algunos valores a tener en cuenta cuando necesitemos seleccionar un instrumento de campo como este.
ALGUNAS RECOMENDACIONES A TENER EN CUENTA ANTES DE ELEGIR UN TRANSMISOR DE PRESIÓN:
· Tipo de transmisor: Presión manométrica o diferencial.
· Tipo de fluido: Habitualmente aire comprimido, líquidos y gases.
· Rango de presión de trabajo.
· Temperatura del fluido.
· Temperatura ambiente.
· Tipo de señal eléctrica de comunicación, 4 a 20 mA, 1 a 5 voltios, etc.
· Protección para intemperie. En algunos casos se requiere IP65 o IP67.
· Solicitar el protocolo HART, si es requerido por el usuario para ajustar los valores de trabajo.
· El transmisor puede tener pantalla de lectura local o simplemente como instrumento de medición sin lectura.
· Colector de descarga (MANIFOLD) o válvula de corte si lo requiere la aplicación del usuario final.
Hoy en día, en muchas industrias donde se emplean diferentes tipos fluidos como agua, aire, aceite estos equipos no solo se limita aregistrar valores de presión en una determinada línea, si no además permiten usar esos valores en sistemas de control integrados lo que permiten guardar, recolectar o tomar acciones frente a un determinado valor.
LUIS EDUARDO ROCHA MUÑOZ
ING.ELECTROMECANICO
ROCHA Y LONDOÑO SAS.
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LUIS ALEJANDRO HENAO
ASESOR INDUSTRIAL
ROCHA Y LONDOÑO SAS